Módulo de inferencia difuso con base de conocimientos variable sobre hardware reconfigurable

Resumen

En este artículo se presenta el desarrollo de un módulo de inferencia difuso (FIM, por sus siglas en inglés) implementado sobre hardware reconfigurable con capacidad de modificar dinámicamente su base de conocimientos. El FIM original se diseña utilizando el entorno de desarrollo de sistemas difusos Xfuzzy, el cual permite la generación de código en lenguaje de descripción de hardware VHDL para la arquitectura del FIM. Posteriormente se modifica el código VHDL para añadir sendos puertos con las señales de dirección, datos y control de lectura/escritura a las memorias de antecedentes y de reglas que contienen la base de conocimientos. El FIM modificado se encapsula en un módulo de propiedad intelectual siguiendo dos posibles opciones, realizando en cada caso las interconexiones correspondientes, de forma tal que desde un sistema de procesamiento empotrado en el mismo dispositivo se pueda acceder a estas memorias a través de los puertos añadidos, posibilitando la modificación de sus contenidos en tiempo de operación. Las implementaciones fueron realizadas sobre dos tipos de dispositivos de hardware reconfigurable: un FPGA Spartan-3E1600, utilizando un sistema de procesamiento basado en el softcore Microblaze y el entorno de desarrollo ISE/EDK; así como sobre un SoC-FPGA Zynq-7Z010, utilizando su sistema de procesamiento hardcore basado en ARM y el entorno de desarrollo Vivado, comprobándose la modificación dinámica de la base de conocimientos del FIM. Las modificaciones realizadas facilitan el ajuste de la base de conocimientos de un controlador difuso híbrido hardware/software durante su etapa de desarrollo así como la implementación de un controlador difuso adaptativo.